黄陵矿区围岩气体成因及致灾机理研究

鄂尔多斯盆地南缘黄陵矿区黄陵二号等煤矿在采掘过程中出现井下围岩大量油气异常喷涌现象,导致矿井停采停掘,对矿井的安全生产构成严重威胁。为了揭示黄陵矿区煤层围岩气体来源、运移途径,探讨采掘扰动下灾害发生机理。通过围岩气样地球化学参数测试结果分析,采用烃源岩对比、油型气类型鉴定、数值模拟等方法,结合研究区构造、沉积特征分析,综合采掘扰动效应围岩气灾害诱导作用进行了研究和探讨。研究结果表明:围岩气δ13C2含量平均低于2.88%,结合Schoell关系鉴别图版判识,该围岩气为典型的原油伴生热解类油型气,顶板气中夹有少量煤成气与油型气混合气;其为产于三叠系延长组烃源岩,通过基底构造形成的裂隙通道首次运移至底板围岩,在砂体运移通道及后生裂隙作用下,运移至煤层及顶板围岩的成因机制。采掘扰动效应下,打破原始应力平衡,地应力、构造应力耦合作用下,围岩发生变形和破坏,形成围岩气运移通道,在瓦斯压力催化作用下,加速围岩气异常涌出,导致灾害的发生。